对今天学习的Singleton Pattern简单总结下:
定义:保证一个类只有一个实例,必须自己创建自己的实例,并提供一个访问它的全局访问点。
- private 构造函数;
- private static 成员变量:缓存实例;
- public static 方法:创建类实例;
作用
- 保证唯一实例,减少内存开支,避免对资源的多重占用;
- 提供对唯一实例的受控访问;
- 全局变量必须在程序一开始就创建好,单例模式可以延迟初始化;
适用场合
- 控制资源的使用,通过线程同步来控制资源的并发访问;
- 控制实例产生的数量,达到节约资源的目的;
- 作为通信媒介使用,也就是数据共享,它可以在不建立直接关联的条件下,让多个不相关的两个线程或者进程之间实现通信;
普通单例模式
通常情况下,单例模式分为饿汉式和懒汉式,具体代码参见下方
- 饿汉式:预先创建实例、占用内存,但线程安全
- 懒汉式:使用时再创建实例、相对节省内存,但存在线程安全问题
多线程下的单例模式
进程加锁 (懒汉式 -> 饿汉式) –> 双重锁定(Double-Check Locking) –> 静态内部类 –> 枚举懒汉式
public class Singleton{ // 单例-懒汉式
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstace()
{
if(null==instance)
instance = new Singleton();
return instance;
}
}
注:同步方法解决多线程问题。仅第一次设置instance需要同步,之后每次调用此方法,同步都是累赘降低性能。
双重锁定 - 懒汉式改进版
public class Singleton{ // 单例-双重锁定(懒汉式改进版) private volatile static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstace() { if(null==instance){ synchronized(Singleton.class){ if(null==instance) instance = new Singleton(); } } return instance; } }
注:确保实例仅在未创建时加锁,亦能保证多线程安全。
volatile:避免内存模型允许的’无序写入’(某个线程可能会获得一个未完全初始化的实例[构造完整但是部分初始化])导致失败。
饿汉式
public class Singleton{ // 单例-饿汉式 private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstace() { return instance; } }
注:使用静态初始化(无需显示编写线程安全代码),加载时即实例化,提前占用系统资源。
静态内部类
public class Singleton{ // 静态内部类 private Singleton() {} private static class SingletonHelper{ private final static Singleton instance = new Singleton(); } public static Singleton getInstace(){ return SingletonHelper.instance; } }
注:加载时不会初始化静态变量instance,达到延时加载。
static:成员变量只保存一份副本;
final:保证变量不可变。
枚举
public class Singleton{ // 枚举 private Singleton() {} }
注:单元素的枚举类型是实现Singleton的最佳方式。
参考: